一種物探鉆機多性能參數測試裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種物探鉆機多性能參數測試裝置，屬于石油工業的勘探裝置領域，該裝置由空壓機、管線、鉆具系統、提升裝置、鉆柱、動力鏈條、鉆機主體、鉆機底座、空氣壓力測試單元、空氣流量測試單元、轉速測試單元、鉆壓測試單元、鉆速測試單元、數據采集與處理單元、計算機系統組成。所述空氣壓力測試單元安裝在空壓機與鉆具系統之間的管路上；所述空氣流量測試單元安裝在空壓機與鉆具系統之間的管路上；所述數據采集與處理單元由儀表箱、儀表箱支架、通訊接口、數據采集模塊、電源等組成。本發明對物探鉆機性能參數以及鉆速進行測試，從而建立鉆井工藝參數、鉆具、地層條件等的相互匹配關系，提高鉆井效率，降低鉆井成本。
【專利說明】一種物探鉆機多性能參數測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種物探鉆機多性能參數測試裝置，適用于油田物探鉆機，屬于石油工業的勘探裝置領域。
【背景技術】
[0002]隨著勘探工作不斷深入，勘探密度不斷加大，以前未涉及或涉及不深的沙漠、山地和黃土塬等地區也成為當前勘探開發的重點，這不僅對物探鉆井裝備和鉆具提出了更高的要求，而且對鉆井工藝參數與鉆具和巖石的相互匹配性能也提出了更高的要求。針對不同的地層條件，選擇不同的鉆具，采用配套的鉆井工藝參數，可以改善鉆機性能，提高鉆具的破巖效率和使用壽命，并且能夠提高鉆井效率，降低鉆井成本。
[0003]鉆井工藝參數是與物探鉆機性能參數相匹配的，物探鉆機性能參數包括空氣壓力、空氣流量、鉆頭轉速、鉆壓等。目前，現有的物探鉆機性能的測試，只能測試物探鉆具自身沖擊器的沖擊功和沖擊頻率，而不能對空氣壓力、空氣流量、鉆頭轉速、鉆壓等鉆井參數以及鉆進速度進行測試，還沒有相應的方法研究這些物探鉆機性能參數與鉆井速度之間的關系，也沒有相應的測試裝置對物探鉆機性能參數和鉆速進行測試，嚴重阻礙了新型物探鉆具進一步的推廣應用和研發工作。
【發明內容】
[0004]本發明目的是為了克服上述現有技術中的不足，特提供一種物探鉆機多性能參數測試裝置，對物探鉆機性能參數以及鉆速進行測試，從而建立鉆井工藝參數、鉆具、地層條件等的相互匹配關系，提聞鉆具的破巖效率和使用壽命，提聞鉆井效率，降低鉆井成本。
[0005]本發明采用的技術方案是:
[0006]本發明一種物探鉆機多性能參數測試裝置，由空壓機、管線、鉆具系統、提升裝置、鉆柱、動力鏈條、鉆機主體、鉆機底座、空氣壓力測試單元、空氣流量測試單元、轉速測試單元、鉆壓測試單元、鉆速測試單元、數據采集與處理單元、計算機系統組成。
[0007]所述空氣壓力測試單元安裝在空壓機與鉆具系統之間的管路上，空氣壓力測試單元由壓力傳感器、壓力變送器、變送器安裝支架、管路和空氣壓力傳輸線組成，所述空氣壓力傳輸線與數據采集與處理單元相連，其有益效果是測量空氣壓力數據，并將壓力數據傳輸至數據采集與處理單元進行集中處理和管理。
[0008]所述空氣流量測試單元安裝在空壓機與鉆具系統之間的管路上，空氣流量測試單元由流量傳感器、壓差變送器、變送器安裝支架、管路和空氣流量傳輸線組成。
[0009]所述轉速測試單元由轉速傳感器、磁塊、安裝連接件、安裝板和轉速傳輸線組成，所述安裝連接件通過螺栓連接安裝在鉆柱上，8個磁塊均布安裝在安裝連接件的圓周上，安裝板通過固定片固定在動力頭的殼體上，轉速傳感器安裝在安裝板上，轉速傳感器的垂直安裝高度與磁塊的垂直安裝高度相同。
[0010]所述鉆壓測試單元由拉力傳感器、放大器、第一連接桿、第二連接桿和鉆壓傳輸線組成。拉力傳感器兩端分別與第一連接桿、第二連接桿相連接，第一連接桿與動力鏈條連接，第二連接桿與提升裝置連接；放大器安裝在提升裝置上，拉力傳感器與放大器之間用鉆壓傳輸線相連接，放大器將信號進行放大，再由鉆壓傳輸線傳輸到數據采集與處理單元。
[0011]所述鉆速測試單元由位移傳感器、支架和鉆速傳輸線組成，位移傳感器通過支架安裝在鉆機提升裝置上并與提升裝置一起上下運動。
[0012]所述數據采集與處理單元由儀表箱、儀表箱支架、通訊接口、數據采集模塊、電源等組成。
[0013]所述計算機系統由一臺計算機和專業的數據處理軟件組成。
[0014]本發明與現有技術相比較具有如下優點:1、可以對空氣壓力、空氣流量、鉆頭轉速、鉆壓、鉆進速度等多性能參數進行測試，從而可以建立鉆井工藝參數一鉆具一巖石之間的匹配關系，不斷提高鉆機、鉆具的性能，提高鉆井速度，降低鉆井成本；2、采用了模塊化的設計，使系統能很方便的適應室內及現場測試的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種物探鉆機多性能參數測試裝置示意圖。
[0016]圖2為本發明的空氣壓力測試單元示意圖。
[0017]圖3為本發明的空氣流量測試單元示意圖。
[0018]圖4為本發明的轉速測試單元示意圖。
[0019]圖5為本發明的鉆壓測試單元示意圖。
[0020]圖6為本發明的鉆速測試單元示意圖。
[0021]圖中:1.空壓機，2.空氣壓力測試單元，3.空氣流量測試單元，4.管線，5.鉆具系統，6.提升裝置，7.鉆速測試單元，8.鉆壓測試單元，9.轉速測試單元，10.鉆柱，11.動力鏈條，12.鉆機底座，13.鉆機主體，14.轉速傳輸線，15.鉆壓傳輸線，16.鉆速傳輸線，17.數據采集與處理單元，18.計算機系統，19.空氣流量傳輸線，20.空氣壓力傳輸線，21.壓力變送器安裝支架，22.壓力變送器，23.管路，24.壓力傳感器，25.變送器安裝支架，26.壓差變送器，27.管路，28.流量傳感器，29.安裝板，30.轉速傳感器，31.磁塊，32.安裝連接件，33.固定片，34.動力頭，35.第一連接桿，36.拉力傳感器，37.第二連接桿，38.放大器，39.支架，40.位移傳感器。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0023]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發明一種物探鉆機多性能參數測試裝置，由空壓機1、管線4、鉆具系統5、提升裝置6、鉆柱10、動力鏈條11、鉆機主體13、鉆機底座12、空氣壓力測試單元2、空氣流量測試單元3、轉速測試單元9、鉆壓測試單元8、鉆速測試單元7、數據采集與處理單元17、計算機系統18組成。
[0024]所述空氣壓力測試單元2安裝在空壓機I與鉆具系統5之間的管路上，空氣壓力測試單元2由壓力傳感器24、壓力變送器22、變送器安裝支架21、管路23和空氣壓力傳輸線20組成。所述空氣壓力傳輸線20與數據采集與處理單元17相連，壓力傳感器24安裝在壓力變送器22之上；空壓機I通過管線將壓縮氣體傳輸到壓力變送器22，壓力傳感器24采集的壓力數據通過壓力傳輸線20傳輸到數據采集與處理單元17進行集中處理和管理。其中壓力傳感器具有抗震性能，滿足物探沖旋鉆機的工況條件。
[0025]所述空氣流量測試單元3安裝在空壓機I與鉆具系統5之間的管路上，空氣流量測試單元3由流量傳感器28、壓差變送器26、變送器安裝支架25、管路27和空氣流量傳輸線19組成；所述空氣流量傳輸線19與數據采集與處理單元17相連，流量傳感器28安裝在壓差變送器26之上；空壓機I通過管線將壓縮氣體傳輸到壓差變送器26，流量傳感器28采集的流量數據通過流量傳輸線19傳輸到數據采集與處理單元17進行集中處理和管理。
[0026]所述轉速測試單元14由轉速傳感器30、磁塊31、安裝連接件32、安裝板29和轉速傳輸線14組成。所述安裝連接件32通過螺栓連接安裝在鉆柱10上，8個磁塊31均布安裝在安裝連接件32的圓周上，安裝板29通過固定片33固定在動力頭34的殼體上，轉速傳感器30安裝在安裝板29下端；轉速傳感器30的垂直安裝高度與磁塊31的垂直安裝高度相同。鉆機運轉時，鉆柱10旋轉，8個磁塊31做圓周運動，轉速傳感器10可以感測到磁塊31的運動情況，從而可以測出鉆柱10的轉速，并通過鉆速傳輸線14傳輸到數據采集與處理單元17進行集中處理和管理。
[0027]所述鉆壓測試單元8由拉力傳感器36、放大器38、第一連接桿35、第二連接桿37和鉆壓傳輸線15組成。所述拉力傳感器36兩端分別與第一連接桿35、第二連接桿37相連接，第一連接桿35與動力鏈條11連接，第二連接桿37與提升裝置6連接，放大器38安裝在提升裝置6之上；拉力傳感器36與放大器38之間用鉆壓傳輸線15相連接，放大器38將信號進行放大，再由鉆壓傳輸線15傳輸到數據采集與處理單元17。
[0028]所述鉆速測試單元7由位移傳感器40、支架39和鉆速傳輸線16組成。位移傳感器40通過支架39安裝在鉆機提升裝置6上。鉆機運轉時，位移傳感器40與提升裝置6 —起做上下運動，位移傳感器40可以測出鉆柱上下移動的位移，位移信號通過位移傳輸線16傳輸到數據采集與處理單元17進行集中處理和管理。
[0029]所述數據采集與處理單元17由儀表箱、儀表箱支架、通訊接口、數據采集模塊、電源等組成。數據采集與處理單元17作為集中的一個模塊，可以采集和處理空氣壓力、空氣流量、鉆速、鉆壓、鉆速等參數。
[0030]所述計算機系統18由一臺計算機和專業的數據處理軟件組成，通過專業的數據處理軟件對空氣壓力、空氣流量、鉆速、鉆壓、鉆速等參數進行分析處理，并通過計算機進行數字化和可視化管理。
【權利要求】
1.一種物探鉆機多性能參數測試裝置，由空壓機(I)、管線(4)、鉆具系統(5)、提升裝置(6)、鉆柱(10)、動力鏈條(11)、鉆機主體(13)、鉆機底座(12)、空氣壓力測試單元(2)、空氣流量測試單元(3)、轉速測試單元(9)、鉆壓測試單元(8)、鉆速測試單元(7)、數據采集與處理單元(17)、計算機系統(18)組成，其特征在于:所述空氣壓力測試單元(2)安裝在空壓機(I)與鉆具系統(5)之間的管路上，空氣壓力測試單元(2)由壓力傳感器(24)、壓力變送器(22)、變送器安裝支架(21)、管路(23)和空氣壓力傳輸線(20)組成；所述的空氣壓力傳輸線(20)與數據采集與處理單元(17)相連；所述空氣流量測試單元(3)安裝在空壓機(I)與鉆具系統(5)之間的管路上，空氣流量測試單元(3)由流量傳感器(28)、壓差變送器(26 )、變送器安裝支架(25 )、管路(27 )和空氣流量傳輸線(19 )組成；所述空氣流量傳輸線(19)與數據采集與處理單元(17)相連；所述的轉速測試單元(14)由轉速傳感器(30)、磁塊(31)、安裝連接件(32 )、安裝板(29 )和轉速傳輸線(14 )組成；所述安裝連接件(32 )通過螺栓連接安裝在鉆柱(10)上，8個磁塊(31)均布安裝在安裝連接件(32)的圓周上，安裝板(29 )通過固定片(33 )固定在動力頭(34)的殼體上，轉速傳感器(30 )安裝在安裝板(29 )上；所述的鉆壓測試單元(8)由拉力傳感器(36)、放大器(38)、第一連接桿(35)、第二連接桿(37)和鉆壓傳輸線(15)組成；所述拉力傳感器(36)兩端分別與第一連接桿(35)、第二連接桿(37)相連接，第一連接桿(35)與動力鏈條(11)連接，第二連接桿(37)與提升裝置(6 )連接，放大器(38 )安裝在提升裝置(6 )上；拉力傳感器(36 )與放大器(38 )之間用鉆壓傳輸線(15)相連接，放大器(38)將信號進行放大，再由鉆壓傳輸線(15)傳輸到數據采集與處理單元(17);所述的鉆速測試單元(7)由位移傳感器(40)、支架(39)和鉆速傳輸線(16)組成；位移傳感器(40 )通過支架(39 )安裝在鉆機提升裝置(6 )上并與提升裝置(6 ) 一起做上下運動；所述的數據采集與處理單元(17)由儀表箱、儀表箱支架、通訊接口、數據采集模塊、電源等組成；所述的計算機系統(18)由一臺計算機和專業的數據處理軟件組成。
2.按照權利要求1所述的一種物探鉆機多性能參數測試裝置，其特征在于，所述轉速傳感器(30)的垂直安裝高度與磁塊(31)的垂直安裝高度相同。
【文檔編號】G01D21/02GK103528629SQ201310535253
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】黃志強, 邱成松, 彭世金, 李琴, 周已, 譚軍, 安先彬, 馬亞超 申請人:西南石油大學
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